我校建筑与城乡规划学院副教授李岩学领衔的“滨海绿色建筑与可再生能源”团队在分布式能源系统深度脱碳与韧性提升方面取得重要进展,团队联合香港理工大学、香港科技大学、美国伯克利实验室和美国加利福尼亚大学等科研机构,围绕建筑屋顶光伏普及、极端天气韧性及分布式能源系统价值,在Nature旗下权威期刊《Communications Earth and Environment》、Cell Press出版社旗下期刊《Nexus》发表高质量论文3篇。
针对全球能源转型进入深水区,间歇性电源增长与电网稳定性之间的矛盾日益凸显,气候异常导致全球极端气象强度增加,能源系统遭遇残酷“压力测试”的问题。团队以能源韧性为主题,与香港理工大学、美国伯克利实验室、加州大学等机构开展合作研究,研究成果发表在Nature旗下权威期刊《Communications Earth and Environment》,文章分析台风灾后电力中断原因及恢复规律,揭示出建筑级分布式能源在灾害应对中的战略价值。研究强调站在能源革命的十字路口,强调建筑电气化更需要建立“储能+智能调控”的韧性体系。

当前,屋顶光伏发电的普及使得电网“鸭型曲线”问题凸显,团队与香港科技大学等团队合作在Cell Press出版社旗下期刊《Nexus》发表题为“Evaluating Rooftop PV's Impact on Power Supply-Demand Discrepancies in Grid Decarbonization”的文章。针对光伏系统的广泛应用造成的电网供需不平衡的问题,提出了一个跨学科框架,利用遥感技术,地理信息系统,计算机视觉和能量流计算框架,估计了广域屋顶光伏的利用率及发电潜力,当屋顶光伏普及率超过30%时,电网供需失衡加剧。考虑以储能为一种潜在的解决措施,估算了不同储能方案的容量需求和投资成本。本研究的结果可以帮助政策制定者制定战略计划并进行相关投资,助力电网系统实现碳中目标。

随着全球对分布式能源资源在推动去中心化和低碳能源系统转型中作用的日益重视,高质量、长期的数据集对于深入分析和理解分布式能源系统的实际运行性能至关重要。通过持续监测和记录,团队和香港理工大学等团队在Nature旗下权威数据集期刊《Scientific Data》发布全球首个覆盖20年的区域级高分辨率能源数据(2002-2021),涵盖光伏、燃料电池、燃气轮机等多能源耦合系统的发电与建筑用电详情。该数据发表可为区域能源系统设计、储能配置优化及极端天气下的韧性策略提供基准参考。

李岩学副教授团队坚持坚持理论研究与实际应用相结合,瞄准国际能源战略需求,在城市与建筑能源领域开展建筑能源系统优化、建筑节能研究。团队在《Communications Earth and Environment》、《Energy》、《Applied Energy》、《Energy and Building》等专业期刊发表SCI刊源论文40余篇。李岩学主持国家及省部级6项,2022年入选香江学者计划。(撰稿:李岩学、杨霈宣;审核:吕楠、孟曦)
附:论文清单
1.《Nature旗下期刊:极端台风下的住宅能源韧性方案》:Li, Y., Xiao, F., Zhang, X., Gao, W., Ruan, Y., Zhou, N., & Kammen, D. M. (2025). Extreme typhoon events trigger long-lasting power outages and require demand-side solutions to enhance energy resiliency.Communications Earth & Environment, 6(1), 136.
2. 《CELL子刊:屋顶光伏如何影响电网脱碳--九州实证》:Zhang, S., Pan, J., Lin, B.,Li, Y*., Ji, M., & Wang, Z**. (2024). Evaluating rooftop PV’s impact on power supply-demand discrepancies in grid decarbonization.Nexus, 1(4).
3.《Scientific Data:20年校园能源数据开放,助力碳中和》:Liao, W., Jin, X., Ran, Y., Xiao, F*., Gao, W., &Li, Y**. (2024). A twenty-year dataset of hourly energy generation and consumption from district campus building energy systems.Scientific Data, 11(1), 1400.